Nyhetsbrev 269: Automatiserade jordbruksmaskiner

Idag får vi en inspirerande artikel från Jonas Engström på JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik om automatisering inom jordbruket. Mindre inspirerande är en rapport om ännu en dödsolycka med Teslas Autopilot.

Själv är jag i Japan på studieresa. Kollegan Magnus Karlström som ger ut nyhetsbrevet OMEV är på samma resa och rapporterar härifrån. Själv avstod jag kvällens karaoke för att få chansen att istället skriva nyhetsbrevet. Ursäkta, ursäkta – arigato gutsaimas!

Ytterligare ett dödsfall med Tesla Model S

Kinesisk media rapporterar nu om ytterligare ett dödsfall med en självkörande Tesla Model S, där autopilotfunktionen var aktiverad [1].

Olyckan skedde den 20 januari tidigare i år, alltså fyra månader innan Joshua Brown dog i Florida. Gao Yanping hade lånat sin fars Tesla Model S och hade aktiverat autopiloten när han krockade med ett gatsopningsfordon som befann sig längst motorvägen. Polisen fann inga tecken på att fordonet bromsat innan kollisionen.

Källor

Junko Yoshida: China crash puts Tesla under fresh scrutiny, EET Asia, 2016-09-19. Länk

Autonoma maskiner i jordbruket

Skrivet av Jonas Engström, JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik

I ett inledande skede i utvecklingen av autonoma maskiner i jordbruket kommer det antagligen handla om en avvägning för maskinägaren om tid för att programmera maskinen jämfört med att köra själv. Ju mer tekniken utvecklas desto mer av arbetet på gården kan utföras av en autonom maskin. Idag används olika typer av förarstöd som t ex autostyrning, som hjälper föraren att utnyttja redskapens hela bredd utan överlapp, eller möjlighet att programmera olika sekvenser så att t ex alla moment som behövs vid slutet av fältet kan aktiveras med en knapptryckning.

Större jordbruksmaskiner används mestadels på åkern och där finns stora möjligheter med autonom styrning. Eftersom det inte är avgränsat område är det dock än så länge samma juridiska hinder för användning som för vägtrafik. Idag går utvecklingen av konventionella maskiner för jordbruk mot ökad storlek för att slå ut förarkostnaden på högre produktivitet. Men stora maskiner är egentligen negativt för avkastningen på åkern, eftersom de leder till mer markpackning. Med autonoma maskiner kan maskinerna göras mindre och därmed minska detta problem.

Inom gården finns flera typer av autonoma maskiner på marknaden idag, däribland städ- och foderrobotar, samt mjölkrobotar.

Svårigheten med helt autonoma maskiner i jordbruket handlar om hur maskinen ska veta när arbetet är tillräckligt bra utfört, eller om t ex någon del av ett fält behöver harvas en gång till innan sådd. Men liknas en autonom maskin mer med en lågt utbildad förare, där lantbrukaren har koll på körningen ökar möjligheterna i närtid. Detta är också den inriktning som de autonoma jordbruksmaskiner som visas oftast har.

De flesta tillverkare av jordbruksmaskiner har något projekt kopplat till autonom styrning av maskiner, eftersom det är en teknik som tros ha stor inverkan på jordbruket. I dagsläget har dock mest prototyper för olika system visats upp, förutom några system som finns på marknaden.

Den autonoma jordbruksmaskin som finns på marknaden är Greenbot från holländska Precision Makers [1], bild 1 nedan. Det är en förhållandevis liten maskin (75 kW) som kan upprepa en tidigare gjord körsekvens, vilket passar bra för att t ex klippa gräs eller gödsla. Styrsystemet kan även sättas in i en konventionell traktor och genom traktorns CAN-buss spela in och spela upp en körsekvens. Bearbetning av ytan innanför ett geofence ska också vara möjligt. Även amerikanska företaget Autonomous Tractor Corporation har ett liknande system [2], samt ett eget koncept för autonom traktor kallat Spirit, bild 2 nedan.

bild-1
Bild 1
bild-2
Bild 2

I somras presenterade JTI, tillsammans med Lighthaus, Valtra, Atlas Copco, SSAB och Ålö en konceptstudie med en i huvudsak autonom maskin för lättare arbetsuppgifter i stad och i jordbruket kallad Jumbo Junior [3, 4], se bild 3.

bild-3
Bild 3

Många universitet och lärosäten som håller på med jordbruksteknik har en liten robotplattform som de testar i fält och många av dessa är eldrivna. Om de inte är små är de i allmänhet drivna av en förbränningsmotor. Exempel eldrivna fältrobotar som utvecklats av företag är norska Adigo Tembo [8] (bild 4 nedan) eller Bosch Bonirob [9] (bild 5 nedan) som är en relativt liten eldriven autonom robot för jordbruksändamål med räckviddsförlängare.

bild-4
Bild 4
bild-5
Bild 5

Nyligen kom jordbruksmaskintillverkaren Fendt med en konceptstudie kallad Mars [5] där de förutspår en arme med små maskiner som är eldrivna och arbetar ihop i svärmar och där sammanfattas väl vad många förutspår: många små maskiner som kan arbeta dygnet runt, med liten markpackning och minskat beroende på en stor enhet som måste fungera. I studien ska varje planta följas från sådd till skörd, vilket kan ses som en extrem form av det man idag kallar platsanpassad odling eller precisionsodling, där man idag strävar efter att gå ifrån samma behandling av hela åkrar till delar av åkrar (bild 6).

bild-6
Bild 6

Två andra konventionella tillverkare av jordbruksmaskiner är CaseIH [7] och New Holland [6] som presenterade sina studier samtidigt, men där den ena har hytten kvar (bild 7) och den andra är en vanlig traktor utan hytt (bild 8). Att de presenterades vid samma mässa kan ha att göra med att de ägs av samma koncern CNH.

bild-8
Bild 7
bild-7
Bild 8

Källor

[1] Greenbot http://www.precisionmakers.com/greenbot/

[2] ATC http://www.autonomoustractor.com/

[3] Jumbo Junior Konceptstudie JTI, 2016: https://www.youtube.com/watch?v=JKGC0aoJEDs,

[4] http://www.jti.se/index.php?page=sjaelvkoerande-elfordon-i-ladugarden-ingen-utopi

[5] Mars från Fendt http://www.fendt.com/int/11649.asp

[6] New Holland http://agriculture1.newholland.com/nar/en-us/about-us/whats-up/news-events/2016/new-holland-nh-drive-new-concept-autonomous-tractor

[7] CaseIH http://www.caseih.com/northamerica/en-us/pages/campaigns/autonomous-concept-vehicle.aspx

[8] Tembo www.Adigo.no

[9] Bonirob https://www.deepfield-robotics.com/en/BoniRob.html

Nyhetsbrev 268: President Obama och självkörande fordon

Idag tar vi upp frågan om att de system som nu finns på marknaden inte riktigt kan vad som många förväntas. Vidare har vi varit på FFIs programkonferens om trafiksäkerhet och automatiserade fordon.

Och så har Volvo CE nu visat upp självgående hjullastare och elektriska dumprar.

Sist men inte minst så har amerikanska trafiksäkerhetsmyndigheten uppdaterat sin policy för automatiserade fordon – påhejade av ingen mindre än president Obama.

Uppdaterad policy i USA

Under veckan publicerade den amerikanska säkerhetsorganisationen NHTSA en uppdaterad version av policyn om automatiserad körning som kom till i slutet av 2013 [1, 2]. En nyhet är att organisationen väljer att skrota sin egen skala för klassificering av automationsgrad i fordon. Framöver kommer organisationen att tillämpa klassificeringsskalan utvecklad av Society of Automotive Engineers (SAE).

Policyn går ut på att fordonstillverkarna bör bevisa för NHTSA att deras fordon är säkra på alla sätt och vis innan de får framföras på allmänna vägar. Säkerhetsanalysen som NHTSA kommer att utgå ifrån omfatta följande 15 områden:

  • Datadelning. Fordonstillverkare bör lagra information från sensorer och dela den med myndigheter som kan använda informationen för att rekonstruera vad som gick fel i en krasch eller vid exempelvis systemhaveri.
  • Sekretess. Fordonsägare bör ha en klar uppfattning om vilken typ av data som samlas av fordonen. De bör också kunna avvisa insamling av personlig information som biometri eller förarens beteende.
  • Systemsäkerhet. Fordonen måste vara designade att hantera mjukvarufel, nära incidenter, sensorproblem och dylikt på ett säkert sätt. Fordonstillverkarna behöver bevisa att deras fordon kan fungera säkert även när tekniska problem uppstår.
  • Datasäkerhet. Fordonen ska vara designade att kunna stå emot cyberattacker. Fordonstillverkarna bör registrera alla programmeringsbeslut och tester kring datasäkerhet och dela denna information med andra i branschen.
  • Interaktion. Fordonstillverkarna måste visa att deras fordon kan på ett säkert sätt växla mellan autonom och mänsklig kontroll. Mänskliga förare ska enkelt kunna ta reda på när exempelvis automatiserad körning inte är tillgänglig. Fordonstillverkare bör också överväga olika sätt att kommunicera till fotgängare och andra trafikanter när fordonet är i autonomt läge. Gränssnitten i helt autonoma fordon bör utformas för personer med funktionshinder.
  • Krocksäkerhet. Fordonen måste uppfylla NHTSAs ordinarie standarder för krocksäkerhet, eller vara byggda att på bäst sätt skydda de åkande vid en krock. Om fordonet kraschar bör kraschskadan inte vara annorlunda jämfört med skadan som skulle uppstått vid krasch av ett manuellt styrt fordon av samma typ.
  • Konsumentupplysning. Fordonstillverkarna bör träna sina säljare och annan personal i hur automatiserade funktioner fungerar så att de kan utbilda återförsäljare och distributörer. Fordonstillverkarna och säljare bör också förse konsumenterna med utbildning om möjligheter och begränsningar med automatiserade fordon och nödvändiga åtgärder.
  • Certifiering. Mjukvaruuppdateringar och nya automatiserade funktioner måste redovisas för NHTSA.
  • Säkerhet efter krock. Fordonstillverkare bör visa att deras fordon är säkra att använda efter en krasch. Till exempel bör ett fordon inte kunna gå in i självkörande läge om inte skadade sensorer och kritiska säkerhetsstyrsystem har reparerats.
  • Lagstiftning och praxis. Fordonen ska följa olika statliga och lokala lagar och praxis som gäller för förare. Till exempel måste fordonen kunna känna igen olika hastighetsgränser i olika städer och stater, och om en stat tillåter U-svängar eller högersvängar vid rödljus. För att undvika en krasch kan fordonen bryta mot reglerna om det sker på ett säkert sätt.
  • Etiska överväganden. Många beslut som mänskliga förare fattar i trafiken involverar etiska överväganden. Automatiserade fordon kommer förmodligen också att vara programmerade att fatta beslut som involverar etiska överväganden. Hur detta hanteras bör tydligt redovisas för NHTSA.
  • Manual. Fordonstillverkarna bör beskriva på ett tydligt sätt var, när och under vilka förutsättningar som en automatiserad funktion fungerar. Fordonstillverkarna måste bevisa att deras fordon har testats och godkänts för att uppfylla dessa beskrivningar.
  • Detektion och respons. Fordonstillverkarna måste visa att fordonen programmerats att hantera normala trafiksituationer som filbyte och trafiksignaler. De måste också visa att deras fordon kan upptäcka och undvika överraskningssituationer.
  • Fall-back. Fordonen ska kunna växla körläge på ett säkert när det uppstår ett tekniskt fel. Vid kontrollöverlämningen från fordonet till mänsklig förare bör systemet ta hänsyn till förarens tillstånd och avgöra om föraren är kapabel att ta över manövreringskontrollen på ett säkert sätt.
  • Validering. Fordonstillverkarna måste utveckla test- och valideringsmetoder som kan hantera det breda utbudet av teknik som används i automatiserade fordon. Deras tester bör omfatta simulering, testbanor och verklig trafik.

Egen kommentar

Policyn har bemötts med blandade känslor bland de berörda. De flesta är i alla fall glada att det är en policy och inte en lagstiftning som det handlar om.

En som välsignat policyn och säkra automatiserade fordon är president Barack Obama. Här kan ni läsa hans yttrande i dess helhet. Där skriver han bl.a. följande: Safer, more accessible driving. Less congested, less polluted roads. That’s what harnessing technology for good can look like. But we have to get it right.

Källor

[1] NHTSA. Federal Automated Vehicles Policy. 2016-09 Länk

[2] Kang, C., The New York Times. The 15-Point Federal Checklist for Self-Driving Cars. 2016-09-20 Länk

När systemen överger dig

När jag arbetade på Volvo PV med förstudien till det som skulle bli den första XC90 så utvärderade vi ett antal befintliga terrängbilar. Bland dem fanns det sådana där fyrhjulsdriften kopplades bort när de blev varma – alltså när de arbetat ett tag. Så när man behövde systemen som bäst så övergav de en! (Självklart valde vi ett annat system.)

Som några läsare uppmärksammat oss så verkar en del av de nu uppvisade automatiserade systemen vara av den arten: de fungerar i vissa situationer men när det börjar bli kritiskt så krävs det att föraren ändå är där och tar över. Är det verkligen så imponerande att lansera ett system som styr bilen själv men som kan deaktiveras när systemet når en systembegränsning – vilket är fallet för alla system idag på marknaden?

Det har ju rapporterats om ett antal fall där förare av Tesla Model S använder deras Autopilot på ett icke tillåtet sätt. Namnet Autopilot kan ju också leda till att man tror att systemet är kapablare än det är. Men det finns också andra exempel, till exempel nedanstående film på en Infiniti Q50 där man inte bara släpper ratten helt utan också lämnar förarsätet!

Men också Mercedes E-klass tillåter föraren att köra utan händerna på ratten under någon minut, se filmen nedan (efter ca 8:40 min). Detta trots att man tydligt säger att Mercedes system ska vara i enlighet med lagarna (Nivå 2/Corrective Steering – R79/Wienkonventionen).

Är det OK att designa ett system som lätt deaktiveras av misstag om t.ex. föraren håller för hårt i ratten, och samtidigt bara ha en relativt liten visuell varning som när systemet aktiveras talar om att föraren har ansvar för körning/styrning? Det känns som en motstridig uppmaning: systemet är designat för ett användande men föraren uppmanas till ett annat.

Tack läsekretsen för synpunkterna!

FFI Trafiksäkerhet och automatiserade fordon

I onsdags 21 september hölls årets programkonferens inom Fordonsstrategisk Forskning och Innovation (FFI)s delprogram Trafiksäkerhet och automatiserade fordon, på Lindholmen. Programmet, som förut enbart fokuserade på säkerhet, har en total budget på ca 130 MSEK/år varav lite mer än hälften kommer från industrin.

Årets konferens inleddes med ett block om provbanan AstaZero utanför Borås. På banan kan man testa säkerhetssystem, ICT-system och automation under repeterbara och säkra förhållanden, med bland annat robotiserade objekt som t.ex. ballongbilar. Man har också möjlighet att samla in data för användning i utvecklingskedjan. Sedan starten för ca 2 år sedan har nu beläggningen av banan ökat till den grad att man ibland får tacka nej till kunder.

Jonas Bjelfvenstam från regeringskansliet som leder utredningen om självkörande fordon på väg som vi tidigare skrivit om, berättade om utredningens fortsatta arbete efter vårens delbetänkande. Man räknar med att det kommer att finnas en stor variation av självkörande fordon med olika uppgifter som behöver hanteras. Det som samhället skulle kunna göra i sammanhanget är förutom regelverk, skapa infrastrukturer (digital och fysisk), trafikinfotjänster (inkl. kart- och geodata) och molntjänster (t.ex. Trafikverksmoln eller Transportstyrelsemoln). En viktig del handlar om data: vem äger data, hur säkrar man integritet och datasäkerhet och vem ansvarar för data? En annan del handlar om vem som kan avkrävas ansvar vid incidenter: ett system kan inte sättas i fängelse.

Programmet innehöll också presentationer från några olika projekt, bland annat om HMI och hur man säkert ska kunna lämna över och ta tillbaka kontrollen. Ett sätt kan vara att det alltid är föraren som avgör, t.ex. genom att sätta ett reglage i automatisk eller manuell mod (sedan kanske det inte alltid går att sätta i automatisk mod). Eftersom automatiska bilar har andra förmågor än människan så får man anpassa kraven.

Några noteringar från konferensen:

  • Hur ska man kunna detektera objekt som t.ex. plastpåsar eller måsar som man inte ska väja för?
  • Systemen ska både klara att undvika de olyckor som människan idag inte klarar av, och de som förarna idag faktiskt klarar att hantera och därmed inte hamnar i statistiken. Det finns beräkningar som visar att människan gör mindre fel än dagens datorsystem.
  • De flesta nya bilar de närmaste 10-20 åren kommer inte att vara självkörande och de måste också få förbättrade egenskaper.
  • Man kan behöva anpassa de passiva skyddssystemen för andra sittpositioner.
  • Vilken blir lastbilsförarnas framtida roll?
  • En stegvis ökning av automatiseringsgraden behövs för att forskningen ska hinna med.
  • Vi kommer att utsätta människan för det hon är sämst på: att övervaka.
  • Utgå alltid från människan!
  • En bra fysisk och digital infrastruktur krävs för att inte självkörande fordon ska bli alltför försiktiga i trafiken.
  • Sverige har stora möjligheter att ta ledningen då vi har en gemensam vision (nollvisionen), bra samverkan, ett säkerhetstänkande ända sedan högertrafikomläggningen, vana vid dåligt väder, en stark industri med högt teknikkunnande, är relativt snabbfotade och har FFI.

Volvo CE visar automatiserade fordon

I förra veckan visade Volvo CE under sitt event Xploration Forum upp prototyper till en autonom hjullastare och en helektrisk autonom dumper. Lösningarna ska bidra till att minska utsläppen med upp till 95% och de totala kostnaderna med upp till 25% för anläggningsdrift som t.ex. grustag.

Xploration Forum-innovationerna kommer från Volvo-gruppens kommunikationsplattform ”Volvo Concept Lab”. Från och med nu kommer alla FoU-projekt från gruppens Volvo-varumärken att visas upp under denna plattform.

Egen kommentar

Fordon i denna typ av avgränsade områden är lämpliga för automatisering, dels då det inte finns några oskyddade eller obehöriga trafikanter, dels då miljön ofta är sådan att man vill undvika att ha personal där. Dessutom möjliggörs drift 24-7 vilket ökar produktiviteten.

Källor

[1] Building the world we want to live in: Volvo Construction Equipment unveils futuristic innovations to drive sustainability and change, Volvo CE press-release Länk

 

Nyhetsbrev 267: 3-årsjubileum!

Idag är det 3 år sedan nyhetsbrevet gavs ut första gången, 20 september 2013 (ni kan läsa det här). Från och med första brevet och till sista förra veckan har vi alltså skickat ut 266 brev med sammanlagt 864 artiklar (ingresser oräknade). Antalet prenumeranter har ökat från 32 till 1074; senaste året har vi fått 222 nya läsare.

I förhoppningen att det fortfarande finns ett intresse av nyheter inom området så fortsätter vi glatt i samma takt!

Dagens nyhetsbrev, alltså nr 267, innehåller en lastbilsvision från Bosch, en ny lidar från Velodyne, ett eftermarknadssystem från Comma.ai, ett patent från Google och ett utbildningsprogram från Udacity.

Comma One

Mot slutet av året kommer startupföretaget Comma.ai att lansera ett eftermarknadssystem som möjliggör automatiserad körning på motorvägar, eller som företagets VD George Hotz förklarar ”från Mountain View till San Francisco utan händerna på ratten” [1]. Det har ungefär samma funktionalitet som Teslas nuvarande AutoPilot.

Produkten kallas Comma One och kommer att kosta 999 dollar. Till det kommer en månadsavgift på 24 dollar för nyttjande av företagets mjukvara. Det relativt låga priset är möjligt eftersom produkten är baserad på redan existerande hårdvara: Comma One förlitar sig på en kamera som ingår i produkten samt på signaler från bilens egna framåtriktade radarsensorer.

Till en viss början kommer Comma One att stödja ett fåtal bilmodeller men planen är att så småningom göra den mer universell.

Egen kommentar

Det återstår att se om Comma.ai kan leverera den funktionalitet som utlovats. Men en sak är klar: utvecklingen går snabbt framåt hos Comma.ai och andra liknande startupföretag i Kalifornien. Detta beror till en stor del på enkla arbetsprocesser men också att företagen väljer väldigt specifika områden eller produkter att fokusera på.

Källor

[1] Etherington, D., Dillet, R., Techcrunch. Comma.ai will ship a $999 autonomous driving add-on by the end of this year. 2016-09-13 Länk